Chương II: Dòng Điện Không Đổi – Vật Lý Lớp 11
Bài 12: Thực Hành: Xác Định Suất Điện Động Và Điện Trở Trong Của Một Pin Điện Hóa
Tiết học ngày hôm nay các em sẽ được tìm hiểu bài 12 Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa. Nội dung bài học sẽ giúp các em ôn tập lại cơ sở lý thuyết, nắm vững các tính năng và nguyên tắc hoạt động của một pin điện hóa. Bên cạnh đó, còn giúp các em lựa chọn được các phương pháp và dụng cụ đó tối ưu nhất để xác định được giá trị của suất điện động E và điện trở trong r của pin điện hóa. Qua đó, các em có thể rèn luyện các kỹ năng thực hành, luyện tập thao tác khéo léo, trung thực, tự tin, sau mê tìm hiểu chúng.
Tóm Tắt Lý Thuyết
I. Mục đích
Áp dụng biểu thức hiệu điện thế của đoạn mạch chứa nguồn điện và định luật Ohm đối với toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa.
Sử dụng các đồng hồ đo điện vạn năng để đo các đại lượng trong mạch điện ( đo U và I)
II. Cơ sở lý thuyết
Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện:
- \(U = E – I({R_0} + r).\)
- Mặc khác: \(U = I( R + {R_A})\)
- Suy ra: \(I = {I_A} = \frac{E}{{R + {R_A} + {R_0} + r}}\)
- Với \(R^A\), R là điện trở của ampe kế và của biến trở. Biến trở dùng để điều chỉnh điện áp và dòng điện
- Trong thí nghiệm ta chọn \(R^O\) khoảng 20Ω để cường độ dòng điện qua pin không quá 100 mA
- Ta đo \(R^A\) bằng cách dùng đồng hồ vạn năng ở thang đo DC, đo hiệu điện thế giữa hai cực của Ampe kế và cường độ dòng điện qua mạch → \(R^A\). Tiến hành đo \(R^O\) tương tự.
III. Báo Cáo Thực Hành
Họ và tên:……………………………………………..Lớp:………………………Tổ:
1. Tên bài thực hành
Xác định suất điện động và điển trở trong của một pin điện hóa
2. Bảng thực hành 12.1
Giá trị: \(R_0 = 20 (Ω)\), \(R_A = 1,98 (Ω)\) | Giá trị: \(R_0 = 20 (Ω)\), \(R_A = 1,98 (Ω)\) | Giá trị: \(R_0 = 20 (Ω)\), \(R_A = 1,98 (Ω)\) | Giá trị: \(R_0 = 20 (Ω)\), \(R_A = 1,98 (Ω)\) |
\(X = R (Ω)\) | \(I(10^{-3}A)\) | \(U(V)\) | \(y = \frac{1}{I} (A^{-1})\) |
100 | 0,0126 | 1,30 | 80 |
90 | 0,0141 | 1,27 | 71 |
80 | 0,0153 | 1,25 | 65 |
70 | 0,0172 | 1,22 | 58 |
60 | 0,0191 | 1,18 | 52 |
50 | 0,0220 | 1,11 | 46 |
40 | 0,0253 | 1,05 | 41 |
30 | 0,0302 | 0,95 | 34 |
Tiến hành thí nghiệm
1. Phương án thứ nhất
a. Vẽ đồ thị U = f(I) trên giấy kẻ vuông ( khổ A4) với tỉ xích thích hợp, hoặc vẽ trên máy vi tính, trong Microsoft Excel
b. Nhận xét và kết luận:
- Dạng của đồ thị U = f(I) có giống với Hình 12.5
- Hệ thức (12.1) đối với đoạn mạch chứa nguồn điện có nghiệm đúng
c. Xác định tọa độ U_0 và I_m của các điểm tại đó đường kéo dài của đồ thị U = f(I) cắt trục tung và trục hoành:
- \(\)\(I = 0 ⇒ U_0 = ξ = 1,577 (V)\)
- \(U =0 ⇒ I_m = \frac{ξ}{R_0 + r} = 0,075 (A)\)
Từ đó suy ra: ξ = 1,577 (V), r = 1,02 (Ω)
2. Phương án thứ hai
a. Tính các giá trị tương ứng của y và x trong bảng thực hành 12.1
b. Vẽ đồ thị y = f(x) trên giấy kẻ ô vuông (khổ A4) với tỉ xích thích hợp, hoặc vẽ trên máy vi tính, trong Microsoft Excel
c. Nhận xét và kết luận:
- Dạng của đồ thị y = f(x) có giống với Hình 12,6
- Định luật Ôm đối với toàn mạch ( Hệ thức 12.2) có được nghiệm đúng
d. Xác định tọa độ x_m và y_0 của các điểm đó đường kéo dài của đồ thị y = f(x) cắt trục tung và trục hoành:
- \(y = 0 ⇒ x_m = -b = – (R_A + R_0 + r ) = – ( 20 + 1,98 + r ) = – 23 (Ω)\)
- \(x = 0 ⇒ y_0 = \frac{b}{ξ} = \frac{23}{ξ} = 14,58 (ΩV)\)
Từ đó suy ra: ξ = 1,577 (V), r = 1,02 (Ω)
Lời kết: Qua nội dung bài thực hành Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa này các em cần tìm hiểu kỷ một số mục tiêu sau:
– Biết cách chọn phương án thí nghiệm và tiến hành khảo sát các quan hệ phụ thuộc giữa các đại lượng U, I hoặc I, R. Từ đó có thể xác định chính xác suất điện động và điện trở của một pin điện hóa.
– Xử lý, tính toán số liệu thu được từ thí nghiệm và rút ra được kết luận.
Vậy là các em vừa tìm hiểu xong nội dung bài học bài 12 thực hành Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa. Chúc các em có một tiết học vui vẻ và đạt nhiều kết quả tốt nhất nhé.
HUế says
Tại sao r= 1,02 ạ